Evrenin hız sınırını test edin
Fizikte Lorentz değişmezliği Bu, fizik kanunlarının, nerede olurlarsa olsunlar ve ne kadar hızlı hareket ederlerse etsinler, tüm gözlemciler için aynı olduğu anlamına gelir.
Lorentz değişmezliği Einstein nın-nin Özel görelilik Çekirdek, bize ışık hızının Vakumda daima sabit hızda seyahat edin . Fizikçiler bu değişmezliği son derece yüksek enerjili fotonları doğru bir şekilde ölçerek test edecekler. Ancak şimdiye kadarki tüm ölçümlerde, bu değer, bir parçacık hızlandırıcı tarafından üretilen en yüksek enerji düzeyinde bile sabit kaldı.
Yine de bilim adamları, etkinliğinin sınırlarını keşfetmeye çalışıyorlar. Son zamanlarda, yeni bir çalışma, fotonların enerji seviyesini daha da artırdı ve ışık hızının aynı kaldığını buldu. Araştırmacılar bu bulguyu son "Fiziksel İnceleme Mektupları" nda yayınladılar.
Uzun mesafeli astrofiziksel kaynaklardan yayılan yüksek enerjili ışınlar Yüksek enerjili gama ışınları Gözlem, Lorentz'in değişmezliğini test etmenin etkili bir yoludur. Çünkü bu aşırı yüksek enerjili fotonların yayılma hızı ışık hızını aşarsa (yani, Lorentz değişmezliğini ihlal ederse), o zaman teoride fotonlar çürüme (Örneğin, fotonlar elektronlara ve pozitronlara bozunabilir veya birden fazla fotona dönüşebilir). Gama ışınları son derece yüksek enerjiye sahiptir ve yüksek enerjili gama ışınlarının astronomik mesafelerden algılanması, daha sıkı bir görelilik testini mümkün kılacaktır.
Araştırma ekibi, High Altitude Cherenkov (HAWC) Gözlemevi tarafından toplanan verileri analiz etti. HAWC, Meksika'da bir yanardağın kenarında yer alır ve 300 su tankından oluşur ve 22.000 metrekarelik bir alanı kaplar. Su deposu hassas bir dedektörle donatılmıştır. Şu anda 10 TeV'den fazla enerjide çalışan en hassas gama ışını algılama cihazlarından biridir. Yüksek enerjili gama ışınları Dünya atmosferindeki moleküllere çarptığında üretilen parçacıkların kademesini ölçebilir.
300 su tankından oluşan yüksek rakımlı Cherenkov (HAWC) gözlemevi. Resimdeki oklar, 100 TeV'i aşan enerjiye sahip Samanyolu'ndaki dört gama ışını kaynağını göstermektedir. | Resim kaynağı: HAWC
HAWC, yeni araştırmada en az dört farklı gök cismi tespit etti. 100 TeV'i aşan enerji Fotonların (görünür ışığın enerjisinin yaklaşık 1 trilyon katı) bu enerji, yeryüzündeki herhangi bir parçacık hızlandırıcı tarafından sağlanan enerjiden çok daha yüksektir.
Bu, ultra yüksek enerjili fotonların bile evrenin hız sınırını aşmayacağını gösteren büyük bir keşif. Çünkü ışık hızından daha hızlı hareket edebiliyorsa, o zaman fotonlar daha düşük enerjili parçacıklara bozunacak ve bu süreç birkaç santimetre veya daha kısa bir mesafede gerçekleşecek ve uzak gök kaynaklarından gelen bu fotonların dünyaya asla ulaşmamasına neden olacak. Su deposu detektörü.
bir çok Kuantum yerçekimi Modellerin tümü, görelilik teorisinin davranışının aşırı yüksek enerji altında bozulacağını gösteriyor. Bu yüksek enerjili fotonların gözlemlenmesiyle yeni araştırma, görelilik teorisinin halen geçerli olduğu enerji ölçeğini 100 kattan fazla artırmış; başka bir deyişle, Lorentz değişmezliğinin etki aralığını 100 kattan fazla genişletmiştir.
Gelecekte, HAWC tarafından tespit edilen veriler bu sınırı daha da aşabilir ve özel görelilik teorisi için daha sıkı bir test sağlayabilir.
Referans kaynağı:
https://www.space.com/einstein-theory-of-special-relativity-survives-speed-of-light-test.html
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.131101
